دنیا کا سب سے بڑا فیوژن ری ایکٹر صاف توانائی کی امید پیش کرتا ہے۔

دنیا کا سب سے بڑا فیوژن ری ایکٹر صاف توانائی کی امید پیش کرتا ہے۔

ایک طاقتور نیا اسٹیل سے بنا ٹوکامک ری ایکٹر کا مقصد آخر کار فیوژن سے چلنے والی بجلی کی پیداوار کے ہولی گریل کو حاصل کرنا ہے۔

پروونس کے فرانسیسی علاقے کی گہرائی میں، جو اس کے سازگار ارضیاتی، ہائیڈرولوجیکل، اور زلزلہ کے حالات کے ساتھ ساتھ پانی اور بجلی کی رسائی کے لیے چنا گیا ہے، ایک وسیع و عریض 180-ہیکٹر کی سہولت پر بیٹھا ہے جس میں بین الاقوامی تھرمونیوکلیئر تجرباتی ری ایکٹر (ITER) ہے۔

روایتی پاور پلانٹس فوسل فیول دہن یا نیوکلیئر فیوژن سے گرمی کو بھاپ میں تبدیل کرتے ہیں جو پھر ٹربائنوں کو گھمانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جو مکینیکل توانائی کو بجلی میں تبدیل کرتی ہے۔ یہ دونوں طریقے، جبکہ طاقت کے قابل اعتماد ذرائع، اخراج یا تابکار فضلہ کے ذریعے ماحولیاتی اثرات کے ساتھ آتے ہیں۔

لیکن کیا ہوگا اگر نقصان دہ ضمنی مصنوعات کے بغیر اس گرمی کو پیدا کرنے کا کوئی طریقہ تھا؟ یہ فیوژن پاور کا خواب ہے، جوہری فیوژن کے ذریعے بڑی مقدار میں توانائی پیدا کرنے کا ایک جاری تجربہ ہے۔

ہمارے سورج کو طاقت دینے والے عمل سے مماثل، فیوژن اس وقت ہوتا ہے جب دو ہائیڈروجن ایٹم آپس میں ٹکرا جاتے ہیں اور ایک ہیلیئم ایٹم میں مل جاتے ہیں۔ یہ تابکار فیشن مصنوعات تیار کیے بغیر بڑی مقدار میں توانائی پیدا کرتا ہے۔

اس عمل کو تخلیق کرنا ایک سنگین انجینئرنگ چیلنج پیش کرتا ہے، کیونکہ رد عمل کو اس جگہ پر بالکل ٹھیک کنٹرول کیا جانا چاہیے جہاں بڑی مقدار میں توانائی پیدا ہو رہی ہو۔

سٹیل سے بنے پنجرے میں ستارے کی طاقت

ITER سہولت میں، دنیا کے سب سے بڑے ٹوکامک ری ایکٹر پر تعمیراتی کام جاری ہے۔ اس تجرباتی مشین کے مرکز میں، جو 60 کی دہائی میں تیار کیے گئے سوویت ماڈل پر مبنی ہے، ٹورس کی شکل کا ویکیوم چیمبر ہے۔

5,200 ٹن وزنی اور 1,400 m³ کے حجم کے ساتھ ویکیوم چیمبر اب تک اپنی نوعیت کا سب سے بڑا ہے، جو اسے چلانے والے طبیعیات دانوں کے لیے قابل عمل فیوژن پاور پیدا کرنے کے لیے درکار رد عمل کو کنٹرول کرنا آسان بناتا ہے۔

ITER کے تجربات اس اسٹیل سے بنے ویکیوم برتن کے اندر ہوں گے، جس میں فیوژن ری ایکشن ہوتا ہے اور اسے ہرمیٹک طور پر سیل کیا جاتا ہے، جو بنیادی حفاظتی رکاوٹ کے طور پر کام کرتا ہے۔ یہاں ہائیڈروجن ایندھن کو بہت زیادہ گرمی اور دباؤ کا نشانہ بنایا جاتا ہے، جو اسے گرم، برقی چارج شدہ گیس میں تبدیل کرتا ہے جسے پلازما کہا جاتا ہے۔

یہ ویکیوم ماحول تابکاری کی حفاظت فراہم کرتا ہے اور پلازما کے استحکام کو سپورٹ کرتا ہے، جبکہ ٹھنڈک پانی کے نظام جو اس کی ڈبل اسٹیل کی دیواروں کے درمیان گردش کرتے ہیں، ری ایکٹر کے فعال ہونے کے دوران پیدا ہونے والی گرمی کو محفوظ طریقے سے ہٹا دیتے ہیں۔ یہ بہت اہم ہے کیونکہ فیوژن کے لیے 150 اور 300 ملین ڈگری کے درمیان درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے۔

مقناطیسی شعبوں کی طاقت

اندرونی حصے کی ڈونٹ کی شکل پلازما کے ذرات کو دیواروں کو چھوئے بغیر مسلسل دائرے میں رہنے دیتی ہے۔ یہ سپر ہاٹ پلازما ٹوکامک ری ایکٹر میں 10،000 ٹن سپر کنڈکٹنگ میگنےٹس سے تیار کردہ مقناطیسی فیلڈز کے ذریعے موجود اور کنٹرول کیا جاتا ہے۔

-269 ڈگری کے درجہ حرارت پر رکھنے پر روایتی میگنےٹ سے زیادہ مضبوط فیلڈز پیدا کرنے کے قابل، ITER 'اعلی کارکردگی، اندرونی طور پر ٹھنڈے ہوئے سپر کنڈکٹرز' کا استعمال کرتا ہے جس میں سپر کنڈکٹنگ اسٹرینڈز ایک ساتھ بنڈل ہوتے ہیں اور اسٹیل کی ساختی جیکٹ میں موجود ہوتے ہیں۔

مقناطیسی میدان پیدا کرنے کا یہ ذریعہ متبادل کے مقابلے میں سستا اور کم توانائی خرچ کرنے والا بھی ہے، جس سے یہ فیوژن پاور کو سپورٹ کرنے کے لیے درکار بڑے مقناطیسی نظاموں کے لیے واحد قابل عمل اختیار ہے۔

ویکیوم ویسل اور اس کا سپر کنڈکٹنگ مقناطیسی نظام سبھی ITER کریوسٹیٹ کے اندر موجود ہیں، جو انتہائی کم درجہ حرارت کی خلا فراہم کرتا ہے۔ 16،000 m³ پر، یہ اب تک کا سب سے بڑا سٹینلیس سٹیل ہائی ویکیوم پریشر چیمبر ہے۔

ری ایکٹر میں موجود انتہائی درجہ حرارت کے فرق سٹینلیس سٹیل کو ایک مثالی انتخاب بناتے ہیں۔ اعلی اور کم درجہ حرارت پر کارکردگی کو برقرار رکھنے کے قابل، اسٹیل کی اعلی لچک اور سختی اسے ITER کا ایک ناقابل تلافی حصہ بناتی ہے۔

ٹوکامک کے 2025 تک چلنے اور چلنے کی توقع کے ساتھ، فیوژن ماہرین طبیعیات کو امید ہے کہ یہ توانائی کی پیداوار کے لیے گیم چینجر ثابت ہوگا۔ جب کہ قریب لامحدود صاف توانائی کا امکان افق سے باہر رہتا ہے، یہ واضح ہے کہ اگر ہمیں تجارتی فیوژن حاصل کرنا ہے تو یہ اسٹیل کی پائیدار طاقت ہوگی جو ہمیں اس کا استعمال کرنے کی اجازت دیتی ہے۔